基于二氧化碳、水、太阳能的绿色化工精炼（英文）

化石资源为人类提供了不可或缺的化学品、材料以及燃料,但也造成了大量二氧化碳排放。生物质是可以生产低碳化工产品的可再生资源,但要占用有限的可耕地资源。提出了直接以二氧化碳、水和太阳能为原料的绿色化工精炼。采用光电板收集太阳能并转化为电能,电能通过膜式水电解池产生氢气,氢气通入新型生物反应器并在自养菌的作用下把二氧化碳还原为聚三羟基丁酸酯(PHB)。此新型生物反应器解决了因气体溶解性低而影响传质速度的关键技术,微生物干重产出达0.18 g·L-1·h-1,其中PHB质量分数约50%。PHB不仅是优良的可生物降解塑料,也是可用于生产C3~C4有机低分子和芳香烃的平台化合物。在磷酸催化作用下,PHB可转化为与汽油相当热值和元素组成的C4~C16燃料油。分离PHB后的细菌生物质残渣可水热分解获得生物油和富氮水相产物。此生物油具有比植物生物油更高的热值,而水相产物可作为营养物用于培养微生物。     

绿色化工步入主流

指出环保、节能、降耗和可持续发展是绿色化工的发展动力，发展绿色化工要依靠创新，提出生物塑料是绿色化工重要内容之一并且开始进入耐用制品市场。     

近年国内绿色化工发展简要回顾

绿色化学化工原则作为绿色化工技术的指导方针条目众多,为了便于传播和记忆其基本内涵被概括为比较顺口的四句话:污染隐患,预防优先;无毒无害,环境友善;循环再生,减排低碳;效益效率,保障安全。简要回顾了我国在生物质资源利用,绿色反应工艺,二氧化碳利用等方面的进展,建议大力发展二氧化碳生物捕集固定技术和生物质综合利用技术确保我国化工产业未来可持续发展。     

基于绿色化工的化学反应路径选择

In the preliminary stage of chemical process design, the choice of chemical reaction route is the key design decision, and the concepts of atom utilization and environmental quotient have become extremely useful tools. However, the waste quality such as chemical toxicity and other engineering factors have not been taken into account. Therefore, a synthetic route selection index, /Route, is proposed to determine the suitability of a chemical route in this paper. /Route considers the effects of “extended atom economy”, material renewability, chemical characteristics and some engineering factors. The extended atom economy concept regards not only the value of the desired product but also the value of byproducts. The methodology by using IRoute to compare different routes is illustrated in case study of cyclohexanone oxime and acrylonitrile manufacture.     

绿色化工技术研究新进展

当前,我国化学工业面临资源和环境等方面的重大挑战,绿色化工技术对于环境的保护和经济的发展具有至关重要的作用,是化工行业可持续发展的必然选择。本文指出绿色化程度需用原子经济性、综合能耗以及全生命周期低碳等指标进行衡量,总结了实现绿色化的3个基本途径:低碳化、清洁化和节能化,并从生物质低碳可再生资源的化工利用、绿色反应工艺、高效反应与分离设备、绿色溶剂、低温均相催化、绿色制氢以及CO₂利用技术等方面,综述了近年来我国绿色化工技术创新上的主要进展。最后,对我国绿色化工技术发展的未来进行了展望,建议以绿色碳科学理念为基础,应重视直接转化技术、输入端和过程中能量的管理以及输出端CO₂的集中转化技术等方面的研究开发。     

生物反应器与化工生产过程

回顾了生物反应器的发展历史,介绍了化学工程技术在生化反应与分离工程中的应用.重点总结了生物反应器等生物技术在化工生产过程中的应用情况,并对今后的发展趋势进行了展望.     

二氧化碳的资源化化工利用

介绍了近年来CO2资源化化工利用的研究方向及进展。CO2的无机化工利用和有机化工利用是CO2通过化学途径实现资源化利用的两大研究方向,无机化工利用可同时实现CO2的捕集与利用;有机化工利用的一些关键技术也取得了突破。分析认为,CO2化工利用技术方案的确立,需以市场需求为导向,根据不同的气源,通过与可再生能源结合进行清洁、合理利用。将CO2的捕集与利用融合,是CO2化工利用最有前景的方向之一。     

化工工程中绿色化工技术的应用

在我国社会经济不断加快的过程中,越来越多化学工程整体的发展水平在不断的提高,这也为国家的经济水平提升做出了巨大的贡献。在这其中所涵盖的绿色化工这一生产的技术,就是在整体发展领域中所提出的一种全新的技术模式,即能够最大程度的减轻环境所呈现出的污染现状,也能够有效提高资源利用的有效率。所以本次文章的研究就是以化工的工程为核心,探讨绿色的化工技术在其中具体应用的方法和策略,希望能够打造全新的化工工程开展模式,从而为国家的发展以及环境的保护,贡献自己的力量。     

发展二氧化碳与甲醇下游绿色化工产业链迎接低碳经济时代（下）

6．2工艺技术现状 传统合成聚氨酯主要是以光气法为主,以胺和光气为原料先合成异氰酸酯,继而异氰酸酯与多元醇反应得到聚氨酯,反应中涉及到的光气以及异氰酸酯都有很强的毒性,尤其是光气。     

发展二氧化碳与甲醇下游绿色化工产业链迎接低碳经济时代（上）

伴随着石油资源的逐渐匮乏、石油价格不断攀升，全球气候变暖，人类赖以生存的地球已经变得千疮百孔，居住环境日趋恶化，节能减排构建新时代的人与自然的和谐生态，急需要求广大的科技工作者为发烧的地球开山一贴清凉的药方。     

Hydrogenation of carbon dioxide by hybrid catalysts,direct synthesis of aromatics from carbon dioxide and hydrogen

Direct synthesis of aromatics from carbon dioxide hydrogenation was investigated in a single stage reactor using hybrid catalysts composed of iron catalysts and HZSM-5 zeolite. Carbon dioxide was first converted to CO by the reverse water gas shift reaction, followed by the hydrogenation of CO to hydrocarbons on iron catalyst, and finally the hydrocarbons were converted to aromatics in HZSM-5. Under the operating conditions of 350°C, 2100 kPa, and CO₂/H₅ = 1/2, the maximum aromatic selectivity obtained was 22% with a CO₂ conversion of 38% using fused iron catalyst combined with the zeolite. Together with the kinetic studies, thermodynamic analysis of the CO₂ hydrogenation was also conducted. It was found that unlike Fischer Tropsch synthesis, the formation of hydrocarbons from CO₂ may not be thermodynamically favored at higher temperatures.     

CO2吸收材料的研究进展

全球变暖已成为当前困扰人类生存和发展的重大障碍,因此,CO2吸收材料的研究成为了当前科学研究的热点。本文介绍了CO2捕获和富集的几种方法,主要包括溶剂吸收法、吸附法,并按照基质的不同将吸附法分为金属氧化物类、纤维类、活性炭类、分子筛类、碳纳米管类、聚合物类。同时介绍了其研究进展,并简述了各自的优缺点。指出氨基修饰的碳纳米管是一种很有潜力的CO2吸收材料。     

脱碳工艺对制氢成本的影响分析

本文介绍了轻烃水蒸汽转化制氢装置中几种中变气脱碳工艺,分析了制氢流程中脱碳工序的利弊。通过对10000Nm3.h-1天然气制氢装置投资和能耗计算,分析了不同脱碳工艺流程对制氢成本的影响,结果表明:根据市场情况确定脱碳工艺,可以实现经济效益的最大化。     

CO2的绿色利用技术研究进展

近年来CO2的综合利用越来越引起人们的重视。本文介绍了近年来通过化学途径实现CO2资源化利用的研究方向及进展,并报道了最新的研究技术和成果。通过适当的化学反应,CO2可以转化为液体燃料、甲醇、碳酸酯类等高附加值的产品,还可通过CH4–CO2催化重整制成合成气来制备乙烯或含氧化合物等。另外,本文还介绍了其它新型CO2化学利用技术,如通过合理设计的化学肺可将CO2直接转换为氧气,利用太阳能、电能和生物微藻技术实现CO2向有用化学品的转化以及作为新型储氢材料的研究利用进展。     

燃烧后二氧化碳捕集技术与应用进展

二氧化碳是主要的温室气体之一，其大量排放已对全球的气候环境造成严重影响，迫切需要开发经济有效的碳捕集技术。目前，碳捕集技术主要有吸收分离法、吸附分离法、膜分离法和低温分离法。首先，介绍了碳捕集技术的发展现状、应用研究进展和未来发展趋势；总结了国内外碳捕集示范项目；重点对比了各碳捕集技术的优势与缺点，同时强调了捕集技术面临的困难与挑战；指出目前主要的碳捕集技术均难以独立实现高效、节能、经济的碳捕集分离，需针对不同的应用场景，选择适合的分离技术，并提出了适用分离场景的应用建议；最后，简要介绍了混合捕集技术的研究成果，提出混合捕集技术可能是一种突破单一捕集技术瓶颈的可行方法。     

电化学方法固定二氧化碳的研究进展

CO2的电化学转化固定在缓解气候变暖、能源危机等方面具有极其重要的意义.综述了CO2直接电化学还原为化合物、CO2与有机化合物的电羧化反应等电化学固定CO2的方法,介绍了电化学方法固定CO2的相关产物及反应机理.     

气体膜分离混合气中二氧化碳的研究进展

气体膜分离技术作为碳捕获方案被国际社会认为是最有发展潜力的脱碳方法之一.综述介绍了中空纤维膜接触器、膜结构、系统工艺和吸收剂的研究现状.相对于水和碳酸盐类,醇胺具有的二氧化碳吸收率高、反应热低、反应速度快以及容易再生等优点,在研究与工业过程中是应用最广泛的吸收剂之一.     

DEA复配水溶液二氧化碳溶解度的测定实验

设计了测定CO2在溶液中溶解度的实验装置,并对2 mol/L的DEA水溶液分别在温度条件为308 K、318 K、328 K、358 K,CO2分压力范围0～150 kPa时的CO2溶解度进行了测定。并选取MDEA、DETA、AEE和SG作为代表添加物,测定了添加剂与DEA 摩尔比为1∶3、醇胺总浓度为2mol/L的条件下溶液中CO2的溶解度。结果表明,在实验压力范围内,DEA溶液中CO2溶解度随压力增大逐渐增大随温度升高而减小;对DEA溶液中CO2的溶解度影响大小顺序为DETA > AEE > SG > MDEA。     

Transition metal and metal oxide catalysed gasification of carbon by oxygen,water, and carbon dioxide

The oxygen transfer mechanism is examined for transition metal and metal oxide catalysed carbon gasification by oxygen, water, and carbon dioxide. The mechanism appears valid for the C-O₂ reaction due to the availability of weakly bound oxygen in the bulk metal oxide or on the surface of a metal oxide or a metal in an oxygen atmosphere. In water and carbon dioxide atmospheres, only oxygen strongly bound to the metal or metal oxide is present, resulting in negligible activity for carbon gasification through this mechanism. When the catalyst is present as a reduced metal, a different mechanism for catalysed gasification involving direct breakage of carbon-carbon bonds by the metal is suggested.     

功能化离子液体在二氧化碳吸收分离中的应用

吸收及分离二氧化碳是降低碳排放和应对全球气候变化的主要策略之一,这就必然要求全球科技工作者注重开发具有选择性高效吸收分离二氧化碳的新材料和新路线。作为近20多年来发展的一类代表性的新材料,离子液体（尤其是功能化离子液体）具有独特的物理化学性质,例如几乎没有蒸气压、液态温度范围大、热稳定性和化学稳定性好、电化学窗口宽、不可燃、结构-性质可调控等。这些性质使离子液体在二氧化碳吸收及分离领域受到广泛关注。重点综述了近5年（2015~2019）来功能化离子液体吸收分离二氧化碳的研究进展, 主要内容包括单位点离子液体、多位点离子液体、基于功能化离子液体的混合物、功能化离子液体杂化材料对二氧化碳的吸收分离。同时, 对目前该领域的发展所面临的主要问题和进一步的研究工作进行了分析讨论。